Chemie Laborbericht zu Versuch Nr.6

12.01.01

Tobias Scharla,

6. Versuch
Bestimmung von Lösungsenthalpien

Lösungsenthalpie(allg.):

Mit ihr wird die Enthalpieänderung beim Auflösen eines Festkörpers in einer flüssigen

Lösung beschrieben .1 Sie wird im Kalorimeter bestimmt, welches ein geschlossenes

System ist, aus dem weder Energie entweichen, noch Energie zugeführt werden kann.

Bei Lösen einen Stoffes wird entweder Energie frei, oder Energie wird von der

Umgebung des Systems aufgenommen. Aus der Temperaturänderung des Wassers

wird dann die Enthalpie bestimmt.

Bedeutung der Lösungsenthalpie in unserem Fall:

Es soll die Lösungswärme, Lösungsenthalpie, für eine exotherme Reaktion, Auflösen

von CaCl2 in Wasser und die Lösungswärme für eine endotherme Reaktion, das

Lösen von NH4Cl in Wasser, ermittelt werden.

Arbeitsgeräte und Reagenzien

· Thermoskanne als Kalorimeter

· Aluminiumstab

· Thermometer

· CaCl2

· NH4Cl

· dest. Wasser

Durchführung

Zuerst werden das Reaktionsgefäß, Thermoskanne, und der Aluminiumstab gewogen.

Dann wird die Wärmekapazität der Thermoskanne bestimmt. Hierzu erhitzt man in

einem Becherglas Wasser, bis es kocht. Nun wird in dem Wasser der Alustab 5 min

erhitzt. In der Zwischenzeit überführt man 200ml in die Thermoskanne und die

Temperatur wird gemessen. Wenn der Alustab dann heiß ist, wird er in die

Thermoskanne gegeben. Es pendelt sich eine Temperatur ein. Diese benötigt man

dann zur Bestimmung der Wärmekapazität.

Jetzt werden dann nacheinander in die Thermoskanne jeweils 200ml Wasser und

30g CaCl2 bzw. NH4Cl gegeben. Hiervon wird dann die Lösungsenthalpie bestimmt,

auch durch Messung der Temperaturänderung.

Beobachtungen bei den Reaktionen

· Bei der Zugabe von CaCl2 erhöht sich die Temperatur im Reaktionsgefäß,

exotherme Reaktion.

· Bei der Zugabe von NH4Cl erniedrigt sich die Temperatur im Reaktionsgefäß,

endotherme Reaktion.

1 Römpp, Chemie Lexikon

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12.01.01

Tobias Scharla,

Fehlerquellen

Das Reaktionsgefäß war nicht ganz verschlossen und durch die Wände könnte

Energie an die Systemumgebung abgegeben bzw. aufgenommen werden. Außerdem

hat das verwendete Thermometer eine Genauigkeit von +/- 0,5°C.

1. Teil: Bestimmung der Wärmekapazität des Reaktionsgefäßes

Ergebnisse

des

Versuchs

Wassertemperatur zu Beginn

20,5°C (T1)

Wassertemperatur am Ende

29,2°C (T2)

<

Gewicht des Stabes

130,28g

Gewicht des Wassers

200g

Wärmekapazität von Alu

0,902 J g-1 K-1

Wärmekapazität von Wasser

4,18 J g-1 K-1

Berechnungen

E

=

m

c

100

(

C

° -

T

) =

m

c

(

T

-

T

) +

m

c

(

T

-

T

)

Al

Al

2

RV

RV

2

1

H

2

O

H

2

O

2

1

Diese Formel wird nun umgestellt nach cRV:

m

c

100

(

°

C

-

T

) -

m

c

T

( -

T

)

c

=

Al Al

2

H O

2

H

2

O

2

1

RV

m

T

( -

T

)

RV

2

1

130,28

g

902

,

0

J

-

g

1 -

K

1 (70 8

,

K

) - 200

g

18

,

4

J

-

g

1 -

K

1 7

,

7

K

c

=

H O

2

RV

28

,

261

g

7 7

,

K

=

J

c

0,46028429

RV

g

K

J

c

=

0,460

RV

g

K

Da nun die Wärmekapazität des Reaktionsgefäßes bekannt ist, können nun die

Lösungsenthalpien bestimmt werden.

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12.01.01

Tobias Scharla,

2. Teil: Bestimmung der Lösungswärme für eine exotherme Reaktion

Durchführung: siehe Blatt 1
Ergebnisse

des

Versuchs

Wassertemperatur zu Beginn

21°C (T1)

Wassertemperatur am Ende

44°C (T2)

Gewicht der Thermoskanne

261,38g

Gewicht des Wassers

200g

Wärmekapazität von Wasser

4,18 J g-1 K-1

Die Wärmekapazität der Salze wird näherungsweise gleich der des Wassers gesetzt.

(

m

+

m

)

c

T

( -

T

) +

m

c

T

( -

T

)

h

=

CaCl

H O

CaCl

(

aq

)

1

2

RV

RV

1

2

2

2

2

Sol CaCl

,

2

mCaCl

2

(30

g

+ 200 )

J

g

18

,

4

(-23

K

) +

38

,

261

J

g

,

0 460

(-23

K

)

g

K

g

h

=

K

Sol CaCl

,

2

30

g

-

= 24877 6004

,

J

h

= -

J

829,2533

Sol CaCl

,

2

30

g

g

= -

J

h

829 2533

,

-

10 3 = -

kJ

829

,

0

Sol CaCl

,

2

g

g

kJ

h

= -

0,829

2

CaCl

Sol,

g

Umrechnung in kJ/mol

1mol CaCl2 = 110,98 g

kJ

g

kJ

à h

= - 829

,

0

110 98

,

= -92 03

,

2

CaCl

Sol,

g

mol

mol

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12.01.01

Tobias Scharla,

3. Teil: Bestimmung der Lösungswärme für eine endotherme Reaktion

Durchführung: siehe Blatt 1
Ergebnisse

des

Versuchs

Wassertemperatur zu Beginn

21°C (T1)

Wassertemperatur am Ende

44°C (T2)

Gewicht der Thermoskanne

261,38g

Gewicht des Wassers

200g

Wärmekapazität von Wasser

4,18 J g-1 K-1

(

m

+

m

)

c

T

( -

T

) +

m

c

T

( -

T

)

h

=

NH Cl

H O

NH Cl

(

aq

)

1

2

RV

RV

1

2

4

2

4

Sol

,

NH Cl

4

mNH Cl

4

(25

g

+ 200 )

J

g

18

,

4

5

,

8

K

+

38

,

261

J

g

0 460

,

5

,

8

K

g

K

g

h

=

K

Sol

,

NH Cl

4

25

g

= 9016 2458

,

J

h

=

J

360 6498

,

Sol

,

NH Cl

4

25

g

g

=

J

h

360 6498

,

-

10 3 =

kJ

3606498

,

0

Sol

,

NH Cl

4

g

g

kJ

h

=

0,361

NH

Sol,

Cl

4

g

Umrechnung in kJ/mol:

1 Mol NH4Cl =53,5518 g

kJ

g

kJ

à h

= 3606498

,

0

5518

,

53

=

31

,

19

CL

4

NH

Sol,

g

mol

mol

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